1、煙氣脫硝工程的熱態調試分析摘要：闡述了選擇性催化還原 (scr) 脫硝技術的原理和系統組成，并以滇東雨汪能源有限公司滇東第二發電廠2600 mw機組 2號煙氣脫硝系統為例，闡述了scr 煙氣脫硝工程的熱態調試過程，分析了調試過程中值得注意的問題，以便為類似的脫硝工程調試提供參考。關鍵詞 : 煙氣脫硝；選擇性催化還原技術(scr) ；工程調試；鍋爐中圖分類號： tp336 文獻標識碼： a 文章編號： 2095-1302(2012)09-0043-03 analysis of thermal state commissioning in flue gas denitrification engi

2、neering tian ping (xi an thermal power research institute co., ltd., xian 710032, china) abstract: the theory and system constitution of selective catalytic reduction (scr) denitrification technique are introduced in this pape. taking a 600mw unit of a certain power plant in diandong of china as an

3、example, this paper elaborates on the commissioning process of the flue gas denitrification engineering of scr, and then analyzes the key problems during the commissioning, which can be used as reference of similar denitrification project commissioning in the future. keywords: flue gas denitrificati

4、on; selective catalytic reduction (scr); commissioning; boiler 0 引言我國的能源結構以煤炭為主，燃煤產生的氮氧化物 (nox) 是造成大氣污染的主要污染源之一，這種污染會形成酸雨，還會導致光化學煙霧，危害人類健康。電站鍋爐是nox 的排放大戶。氮氧化物是主要的大氣污染物之一，包括一氧化氮、二氧化氮、一氧化二氮、三氧化二氮、五氧化二氮等多種氮的氧化物，火電廠排放的氮氧化物由超過 90% 的 no 和小于 10% 的 no2 組成。1 煙氣脫硝系統工藝原理氣態氨由空氣稀釋到安全濃度(5%體積濃度 )以下后，被注入省煤器出口 (脫硝反應

5、器入口 ) 的煙道中，與一定溫度下的鍋爐煙氣充分混合。充分混合后的煙氣、空氣及氨的混合物流經scr 反應器中的催化劑層。在催化劑的作用下，煙氣中的nox 和氨在催化劑表面發生充分的化學還原反應，將生成n2 和 h2o，從而達到脫除煙氣中nox 的目的。脫硝還原反應如下：4no+4nh3+o2 4n2+6h2o 2no2+4nh3+o2 3n2+6h2o 發生的副反應為：2so2+o22so3 2nh3+so3+h2o (nh4)2so4 在還原反應中，沒有參加反應的nh3稱作氨逃逸。逃逸的氨隨凈煙氣進入下游的空氣預熱器，在預熱器的低溫段與煙氣中的so3 反應生成硫酸氫銨。硫酸氫銨是一種粘性物質

6、，可沉積在空氣預熱器的換熱元件表面，會有對空預器造成堵塞和腐蝕的危險，因此，必須控制氨的逃逸量。本工程采用蜂窩式催化劑。催化劑的運行有一個最佳溫度范圍，當運行溫度高于催化劑的最高溫度限制時，陶瓷材質的蜂窩式催化劑將發生燒結和脆裂；當運行溫度低于催化劑的最低溫度限制時，則容易生成硫酸氫銨，生成的硫酸氫銨附著在催化劑表面將堵塞催化劑孔，從而導致催化劑活性降低，影響脫硝效率，并會影響下游鍋爐空預器的性能。催化劑的最低溫度與煙氣中的nh3 和 so3 的濃度有關，兩者濃度越高，催化劑的最低溫度限值越高。scr 運行溫度不得低于催化劑的最低溫度限值，否則應停止噴入氨，停運scr裝置。本工程催化劑的運行溫

7、度范圍為330450 。2 主要設備概況云南滇東雨汪能源有限公司滇東第二發電廠2600 mw機組 2 號煙氣脫硝系統是由北京博奇公司設計并由北京博奇電力科技有限公司和北京巴威供貨。該系統采用選擇性催化還原法(scr) 脫硝方案，系統布置于省煤器之后，空預器之前，屬于高塵布置方式。還原劑為液氨經過蒸汽加熱蒸發而成的氨氣。系統主要的設備包括兩個液氨存儲罐、兩臺卸料壓縮機、兩個蒸發槽、一個廢氨稀釋槽及一些安全輔助設施等，脫硝系統入口設計煙氣參數如表1 所列。3 設計工藝流程本設計具有如下兩個工藝流程：流程 1： 液氨從儲存罐調節閥蒸發器儲存罐入口減壓閥緩沖罐 scr 反應區調節閥 scr 反應區流程

8、 2： 液氨從儲存罐液氨調節閥蒸發器減壓閥緩沖罐scr 反應區調節閥 scr 反應區流程 1 采用蒸發器將儲存罐液氨加熱到15，液氨從儲存罐通過緩沖罐減壓閥控制壓力 (0.3 0.4mpa)， scr 反應區調節閥控制流量的方式運行。流程 2 則采用液氨經蒸發器加熱通過液氨調節閥調節壓力，減壓閥控制氨氣壓力，scr 反應區調節閥控制流量的方式運行。圖 1 所示是高塵布置scr 反應系統的示意圖。實際上，上述設計工藝流程存在著一些缺陷。比如氨氣逃逸測點未裝，無法監視氨氣逃逸測點；緩沖罐入口減壓閥不能起到減壓效果；核實 scr 反應區調節閥不能滿足設計流量要求等。4 調試投運前，先對各個噴氨格柵進

9、行手動節流閥調整，以使每個噴氨格柵的氨氣流量均勻，同時對氨氣輸送系統再次進行嚴密性檢查，確認無泄漏后，開始試投運行。機組負荷在405mw ，scr 反應區 a/b調節閥開度 80% 時，調節氨氣供應壓力，氨氣壓力與氨氣流量的對應參數如表 2 所列。根據表 2，當氨氣在設計壓力0.240.45 mpa 時，因 scr 反應區氨氣調節閥設計為dn25， 氨氣壓力在 0.45 mpa且調節閥開度為 80%時，供應氨氣的最大流量為83.7 kg/h ，其不能滿足設計要求的氨氣流量。由于緩沖罐入口減壓閥不能起到減壓的效果，且scr 反應區調節閥設計流量偏小， 為了能增加電廠效益， 及時投入脫硝系統， 因

10、此，筆者采用液氨從儲存罐蒸發器入口調節閥蒸發器減壓閥緩沖罐的運行方式， 通過氨區蒸發器入口調節閥控制氨氣壓力，scr反應區調節閥旁路開一定的開度和調節閥共同調節控制氨氣流量的方式運行，同時采取以下措施：(1) 因反應區出口未設計氨氣逃逸測點，控制脫硝效率在80% 90% 之間，最高不超過 90% ，監視反應器出口 so2 的變化及空預器前后的壓差，控制 so2 轉化率小于 1% 。(2) 由于氨氣和空氣混合后的體積分數為16% 25% 時易引燃爆炸，控制氨氣 /空氣體積之比在5% 左右。(3) 機組升、降負荷時，提前10 min 調節蒸發器出口壓力設定值，每次增減出力壓力設定值為0.03 mp

11、a ，間隔 10 min 操作一次。控制脫硝效率不超過90% ，如果蒸發器出口壓力小于0.2 mpa 且延時 10 min 后脫硝效率仍高于90% ，可減小氨氣調節閥旁路手動閥，直至脫硝效率在 80% 90% 之間。(4) scr反應區氨氣壓力小于0.1 mpa 會出現保護動作，從而關閉 scr 反應區氨氣氣動快關閥及跳蒸發器系統，因此，應控制scr反應區氨氣壓力不小于0.15 mpa ，以防止保護動作。如果因壓力低引起跳閘，應立即恢復系統，并啟動蒸發器系統，按正常啟動順序控制氨氣流量增加不超過40 kg/h ，根據出口 nox 變化情況，每間隔 10 min 操作一次，防止氨氣逃逸率偏大。保

12、證蒸發器蒸汽暢通，如果因溫度低蒸發器跳閘，恢復蒸發器運行時，為了防止氨氣溫度與水溫溫差過大，每次應緩慢提升設定水溫。5 滿負荷試運行及相關試驗脫硝系統進入整套啟動及168 h 運行，機組負荷在345600 mw ，可進行脫硝系統相關試驗，脫硝效率在80% 左右對噴氨格柵手動節流閥進行微調，并使每個噴氨格柵的氨氣流量均勻。168 h 運行控制脫硝效率在 80% 90% ，出口 nox 含量在 100 ppm左右，各參數均在設計范圍之內，可以達到設計要求。脫硝系統投運時，吹灰系統每天應吹掃 2 次以上，以保證反應器前后壓差在控制范圍之內。滿負荷試運期間，脫硝效率設定在80% 。脫硝效率、氨氣流量、

13、催化劑的壓差、空預器壓差、反應器出口氮氧化物含量、氨氣含量、氧氣含量、蒸發器的水位和溫度、緩沖罐的壓力、液氨存儲罐壓力和溫度、液氨的液位、稀釋風機的電流和母管壓力均在設計參數范圍之內。其運行參數見表3 所列。6 結語實際運行時，在系統噴氨后，還要注意反應器出口的氨氣濃度不能超過 3 ppm，否則，要檢查噴氨是否均勻，如有可能，還要測試反應器入口的煙氣流場和氮氧化物分布流程，以個別地調整注氨格柵的注氨流量。如果短時間不能解決氨氣濃度超過3 ppm 的問題，那么，還需要降低脫硝效率，減少氨氣的注入量。把氨逃逸率降低至允許的數值后，再查找氨逃逸率高的原因。只有把氨逃逸率高的問題解決后，才能繼續增大氨

14、氣注入量，直到達到scr 出口 nox 的設計參數。此外，還應注意以下事項：(1) 檢查并確認反應器出口的氮氧化物分析儀、氨氣分析儀、氧量分析儀工作正常，測量準確。如有問題，要及時處理。(2) 檢查每個反應器的每層注氨格柵的氨氣流量是否均勻，對流量不均勻的，要通過調整手動節流閥，來使同層注氨格柵的氨氣流量均勻。(3) 在 scr 的注氨投入后，要注意監視反應器進出口壓差的變化。如果反應器的壓差增加較大，與注氨前比較增加較多，則要注意增加催化劑的吹灰。(4) 噴淋水的控制閥投入自動，注意監視液氨存儲罐的溫度和壓力。如果溫度或者壓力超過高限，噴淋水閥門應自動打開，否則要手動打開噴淋水閥，以降低液氨存儲罐的溫度和壓力。參考文獻1 王明智 . 國內煙氣脫硝技術的應用 j.沿海企業與科技，?2011(2) ：3